package com.stack;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

public class PolandNotation {
    public static void main(String[] args) {


        //完成将一个中缀表达式转成后缀表达式的工能
        //说明
        //1. 1+((2+3)*4)-5  == 1 2 3 + 4 * + 5 -
        //2. 因此直接对str 进行操作，不方便，因此先将"1+((2+3)*4)-5" =》中缀表达式对应的list
        //      即“1+((2+3)*4)-5” =》 ArrayList [1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5]
       //3.将得到的中缀表达式对应的List =》 后缀表达式对应的list
        //      即ArrayList[1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5] => ArrayList[1,2,3,+,4,*,+,5,-]

        String expression = "1+((2+3)*4)-5";

        //测试  将中缀表达式转换成对应的list
        List<String> infixExpressionList = toInfixExperession(expression);
        System.out.println("中缀表达式对应的list"+infixExpressionList);
        List<String>suffixExpreesionList=parseSuffixExpreesionList(infixExpressionList);
        System.out.println("后缀表达式对应的list"+suffixExpreesionList);

        /*//先定义给逆波兰表达式得数字和符号使用空格隔开
        //（3+4*5-6）  3 4 + 5 * 6 -
        String suffixExpression = "3 4 + 5 * 6 -";
        //思路
        //1.先将  "3 4 + 5 * 6 -"  放到ArrayList中
        //2.讲 ArrayList 传递给一个方法，遍历 ArrayList 配合栈完成计算
        List<String> list = getListString(suffixExpression);
        System.out.println("rpnList="+list);
        int res = calculate(list);
        System.out.println("计算得结果="+res);*/
    }

    /**
     * 即ArrayList[1,+,(,(,2,+,3,),*,4,),-,5] => ArrayList[1,2,3,+,4,*,+,5,-]
     * 方法：将得到的中缀表达式对应的List =》 后缀表达式对应的list
     */
    public static List<String> parseSuffixExpreesionList(List<String> ls) {
        //定义两个栈
        //符号栈
        Stack<String> s1 = new Stack<String>();
        //说明：因为s2这个栈，整个转换过程中，没有pop操作，而且后面我们需要逆序输出
        //因此比较麻烦，这里我们就不用Stack<String> 直接使用List<String>s2
        //Stack<String> s2 = new Stack<String>();
        List<String> s2 = new ArrayList<String>();

        //遍历ls
        for (String item:ls){
            //如果是一个数，加入s2
            if (item.matches("\\d+")){
                s2.add(item);
            }else if (item.equals("(")){
                s1.push(item);
            }else if (item.equals(")")){
                //如果是右括号 “）”，则依次弹出s1栈顶的运算符，并压入s2，直接遇到左括号为止，此时将这一对括号丢弃
                while (!s1.peek().equals("(")){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                //将（ 弹出s1栈，消除小括号
                s1.pop();
            }else {
                //当item 的优先级小于等于s1栈顶运算符，将s1栈顶的运算符弹出并压入到s2中，再次转到（4-1）与s1中新的栈顶运算符相比较；
                //问题：我们缺少一个比较优先级高低的方法
                while (s1.size() != 0 && Operation.getValuue(s1.peek()) >= Operation.getValuue(item)){
                    s2.add(s1.pop());
                }
                //还需要将item压入栈
                s1.add(s1.pop());
            }
        }

        //将s1中剩余的运算符依次弹出并加入s2
        while (s1.size() != 0){
            s2.add(s1.pop());
        }
        //注意因为是存放到list，因此按序顺序输出就是对应的后缀表达式的list
        return s2;
    }



    /**
     *  方法：将中缀表达式转换成对应的list
     *  s = "1+((2+3)*4)-5"
     */
    public static List<String> toInfixExperession(String s){
        //定义一个list，存放中缀表达式对应的内容
        List<String> ls = new ArrayList<String>();
        //这是一个指针，用于遍历中缀表达式的字符串
        int i = 0;
        //对多位数的拼接
        String str;
        //每遍历到一个字符，就放到c
        char c;

        do {
            //如果c是一个非数字，我们需要加入到ls中
            if ((c = s.charAt(i)) < 48 || (c = s.charAt(i)) > 57){
                ls.add(""+c);
                //i需要后移
                i++;
            }else {
                //如果是一个数，需要考虑多位数
                //先将str 置成null  '0'[48] ——'9'[57]
                str = "";
                while (i < s.length() && (c = s.charAt(i)) >= 48 && (c = s.charAt(i)) <= 57){
                    //拼接
                    str += c;
                    i++;
                }
                ls.add(str);
            }
        }while (i < s.length());
            return ls;
    }

    //将一个逆波兰表达式，依次将数据和运算符放到 ArrayList中
    public static List<String> getListString(String suffixExpression){
        //将 suffixExpression 分割
        String[] split = suffixExpression.split(" ");
        List<String> list = new ArrayList<String>();
        for (String ele:split){
            list.add(ele);
        }
        return list;
    }
    //完成对逆波兰表达式得运算
    /**
     * 1.从左至右，将 3 和 4 压入堆栈；
     * 2.遇到 + 运算符，弹出 4和 3（4为栈顶元素，3为次顶元素），计算出 3 + 4的值，得7，再将7入栈；
     * 3.将 5 入栈；
     * 4.接下来是 * 运算符，因此弹出 5和 7，计算5 * 7 = 35入栈
     * 5.将6入栈
     * 6.最后是一个 - 运算符，计算出35-6得值，由此得出最终结果
     */

    public static int calculate(List<String> ls){
        //创建栈，一个栈即可
        Stack<String> stack = new Stack<String>();
        //遍历ls
        for (String item:ls){
            //这里用正则表达式来取出数
                //匹配得是多位数
            if (item.matches("\\d+")){
                //入栈
                stack.push(item);
            }else {
                //pop出两个数，并运算，再入栈
                int num2 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int num1 = Integer.parseInt(stack.pop());
                int res = 0;
                if (item.equals("+")){
                    res = num1 + num2;
                }else if (item.equals("-")){
                    res = num1 - num2;
                }else if (item.equals("*")){
                    res = num1 * num2;
                }else if (item.equals("/")){
                    res = num1 / num2;
                }else {
                    throw new RuntimeException("运算符有误");
                }
                //把res 入栈
                stack.push(""+res);
            }
        }
            //最后留在stack中得就是数据得结果
        return Integer.parseInt(stack.pop());
    }
}

//编写一个Operation 可以返回一个运算符对应的优先级
class Operation {
    private static int ADD = 1;
    private static int SUB = 1;
    private static int MUL = 1;
    private static int DIV = 1;

    //写一个方法，返回对应的优先级数字
    public static int getValuue(String operation) {
        int result = 0;
        switch (operation) {
            case "+":
                result = ADD;
                break;
            case "-":
                result = SUB;
                break;
            case "*":
                result = MUL;
                break;
            case "/":
                result = DIV;
                break;
            default:
                System.out.println("不存在该运算符");
                break;
        }
        return result;
    }
}